Konstrukcje Montażowe

System montażowy SMARTFRAME - do dachów skośnych z blachy trapezowej/blachodachówki

Prezentujemy konstrukcję SmartFrame dedykowaną do montażu modułów fotowoltaicznych na dachach skośnych pokrytych blachodachówką lub blachą trapezową. Na system mocowania składają się profile z ekstrudowanego aluminium oraz elementy montażowe ze stali nierdzewnej zapewniające wieloletnią bezobsługową eksploatację instalacji.

Konstrukcja SmartFrame umożliwia montaż zarówno modułów fotowoltaicznych składających się z 60 ogniw o wymiarach ~1000 x 1600 mm oraz zbudowanych z 72 ogniw (~1000 x 1950 mm). Zależenie od warunków oświetlenia, ryzyka zacienienia, kształtu dachu panele możemy montować wertykalnie jak i horyzontalne.

Rys. 1 Model konstrukcji SmartFrame dla pionowego ułożenia profili na dachu z blachy trapezowej

Rys. 2 Model konstrukcji SmartFrame dla pionowego ułożenia profili na dachu z blachodachówki

Rys. 3 Model konstrukcji SmartFrame dla poziomego ułożenia profili na blacho dachówce

Rys. 4 Modułu fotowoltaiczne ułożone wertykalnie na konstrukcji SmartFrame

Elementy systemu

Szyna montażowa

Belki stanowiące podstawę konstrukcji są wykonane z ekstrudowanego aluminium zapewniającego dokładność wykonania oraz najwyższą wytrzymałość. Proces wytłaczania stopu aluminium umożliwia uzyskanie powtarzalnych, odpowiednio lekkich profili, ich estetycznego wykończenia i kształcie przeznaczonym do mocowania właściwego osprzętu. System SmartFrame charakteryzuje się elastycznością umożliwiającą łatwe wydłużenie standardowych szyn montażowych stosując dedykowane łączniki zapewniające ciągłość konstrukcji.

Tab. 1 Podstawowe parametry zastosowane belki montażowej

Nazwa	Jednostka	Wartość
Wysokość	[mm]	40
Szerokość	[mm]	40
Grubość ścianki profilu	[mm]	1,2
Wytrzymałość na rozciąganie	[MPa]	215
Waga	[kg/m]	0,731/0,748
Stop Al-Mg-Si	–	6060 T66
Tolerancja zgodnie z normą PN-EN 755-9

Śruby solarne

W celu montażu konstrukcji do dachu wykonanego z blachy trapezowej lub blacho dachówki wykorzystujemy śruby dwugwintowe ze stali nierdzewnej. Są one przeznaczone do wkręcenia w krokwie zapewniając solidne oparcie instalacji i nie obciążając poszycia. Śruby solarne są dostarczane wraz z uszczelnieniem oraz kompletnym adapterem do mocowani klem oraz belki. Wykorzystanie dwóch nakrętek znajdujących się na śrubie umożliwia regulację wysokości blachy montażowej i ewentualną niwelację nierówności dachu.

Tab. 2 Typowy zestaw śruby solarnej

Nazwa	Materiał	Parametry
Śruba dwugwintowa	A2	Śruba M10/M12
Nakrętka kołnierzowa	A2	3x DIN 6923
Podkładka uszczelniająca	EPDM	M10/M12
Płytka montażowa	A2	Wymiary 82x40x5 mm, z otworem o średnicy 11 mm

Perforacja pokrycia dachu wymaga zastosowania odpowiedniej jakości uszczelnienia na styku śruby dwugwintowej oraz blachy. W tym celu wykorzystujemy podkładkę wykonaną z EPDM zapewniającą trwałe zabezpieczenie przed wnikaniem wilgoci. Właściwości takich uszczelek, produkowanych z gumy syntetycznej, w przeciwieństwie do uszczelek z innych tworzyw, zapewniają ich wysoką trwałość i szczelność. Głównymi zaletami uszczelek EPDM jest odporność na starzenie, zmienne warunki atmosferyczne, w tym na niskie i wysokie temperatur a w szczególności na niszczące działanie promieniowania UV.

Klemy

Zastosowanie systemu montażowego wykorzystującego klemy zapewnia stabilność konstrukcji. Natomiast brak konieczności otworowania profili tworzących ramę modułów zmniejsza ryzyko uszkodzenia modułów podczas montażu. Wiąże się to również z szybkością i prostotą zamocowania paneli fotowoltaicznych na konstrukcji SmartFrame.

Wysokość klem końcowych zależy od grubości ramy przewidzianych paneli fotowoltaicznych.

Korozja materiałów

Dzięki zastosowaniu w systemie SmartFrame elementów wyłącznie z aluminium oraz ze stali nierdzewnej zabezpieczamy się przed osłabieniem konstrukcji w wyniku korozji. Unikamy powstawania zjawiska korozji elektrochemicznej na styku wykonanych z tych samych materiałów ramy modułu oraz szyny montażowej. Dodatkowo pomimo faktu, że na połączeniu belki oraz pozostałego osprzętu następuje kontakt dwóch metali o różnym potencjale elektrochemicznym, powierzchnia aluminium jest zbyt duża aby elementy wykonane ze stali nierdzewnej spowodowały przyspieszenie korozji galwanicznej szyny montażowej.

Warunki montażu i spełniane wymagania

Miejsce montażu

Kwestiami pozostającymi w gestii wykonawców jest uwzględnienie m.in. stanu konstrukcji dachu, pokryć dachowych i jakość materiałów, z których są one zbudowane. Jeżeli budzą one wątpliwości przed przystąpieniem do montażu należy wykonać obliczenia konstrukcji dachu, a także poddać budynek analizie pod kątem dodatkowych obciążeń.

Wymagania dotyczące dachu na którym planujemy montaż systemu SmartFrame dedykowanego instalacjom fotowoltaicznym:

pokrycie balchodachówką, blachą trapezową
maksymalny rozstaw krokwi 1 m

Dzięki zastosowaniu materiału jakim jest aluminium ekstrudowane w formie pustego profilu obniżamy ciężar konstrukcji nośnej, a co za tym idzie zmniejszamy całkowite obciążenie wynikające z montażu instalacji fotowoltaicznej na dachu.

Warunki atmosferyczne

Ze względu na miejsce montaż szczególnie ważne jest dostosowanie konstrukcji do możliwych obciążeń wiatrowych oraz śniegowych.

Tab. 3 Strefy wiatrowe w Polsce

Numer strefy	Siła wiatru [m/s]	Obszar kraju
Strefa 1	Do 20	Województwa: Lubuskie, Wielkopolskie, Kujawsko-Pomorskie, Mazowieckie, Podlaskie, Lubelskie, Świętokrzyskie, Łódzkie, południowa część województwa: Zachodnio-Pomorskiego, Pomorskiego oraz Warmińsko-Mazurskiego oraz północna część województwa: Dolnośląskiego, Opolskiego, Śląskiego, Małopolskiego i Podkarpackiego
Strefa 2	24 – 30	Północna część województwa: Zachodnio-Pomorskiego, Pomorskiego oraz Warmińsko-Mazurskiego, fragment województwa Świętokrzyskiego
Strefa 3	24 – 47	Południowa część województwa: Dolnośląskiego, Opolskiego, Śląskiego, Małopolskiego oraz Podkarpackiego
Zgodnie z normą PE-EN 1991-1-4

System montażu SmartFrame przewidziany jest do stosowania we wszystkich strefach wiatrowych oraz śniegowych występujących w Polsce. Poprawny dobór miejsca instalacji, montażu konstrukcji oraz mocowania modułów fotowoltaicznych zapewnia wieloletnie bezobsługowe wykorzystywanie systemu niezależnie od warunków atmosferycznych.

Tab. 4 Strefy śniegowe w Polsce

Numer strefy	Obciążenie śniegowe	Obszar kraju
Strefa 1	0,7 kN / m2 70 kg / m2	Województwa: dolnośląskie, zachodnia część Opolskiego, południowa część Lubuskiego, południowo zachodnia część Wielkopolskiego
Strefa 2	0,9 kN / m2 90 kg / m2	Województwa: Zachodnio-Pomorskie, Łódzkie, Śląskie, południowa część Kujawsko-Pomorskiego i Mazowieckiego, północna część Lubuskiego i Wielkopolskiego, zachodnia część Opolskiego, oraz kawałek Podkarpackiego, Małopolskiego i Świętokrzyskiego
Strefa 3	1,2 kN / m2 120 kg / m	Województwa: Pomorskie, Lubelskie, Małopolskie, północna część Kujawsko-Pomorskiego, Mazowieckiego, południowa część Podkarpackiego, Podlaskiego, środkowa część Świętokrzyskiego, zachodnia część Warmińsko-Mazurskiego oraz wschodnia Śląskiego
Strefa 4	1,6 kN/ m2 160 kg / m2	Wschodnia część województw: Podlaskiego oraz Warmińsko Mazurskiego
Strefa 5	2,0 kN / m2 200 kg / m2	Południowa część województwa Małopolskiego – Tatry
Zgodnie z normą PE-EN 1991-1-3

Ze względu na montaż konstrukcji wsporczej na poszyciu z blachy metalowej zbędny jest wykonanie instalacji wyrównania potencjałów pomiędzy kolejnymi szynami, panelami fotowoltaicznymi, innymi urządzeniami na dachu. Naturalnie powstające w wyniku wiatru napięcie elektrostatyczne będzie rozpływało się poprzez elementy metalowe, natomiast przepięcia wynikłe np. z wyładowań atmosferycznych będą musiały być neutralizowane przez odpowiednie zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznej.

Pomimo wyeksponowania konstrukcji na promieniowanie słoneczne żaden z elementów systemu montażowego SmartFrame nie jest narażony na szybsze starzenie wyniku działanie promieniowania UV.

Stosowane normy

Oferowana konstrukcja jest zgodna z standardami wynikającymi z norm dotyczących instalacji fotowoltaicznych

PN-EN 61216 „Moduły fotowoltaiczne (PV) z krzemu krystalicznego do zastosowań naziemnych”,
PN-EN 61646 „Cienkowarstwowe naziemne moduły fotowoltaiczne”

oraz spełnia wymagania norm standaryzujących konstrukcje stalowe i aluminiowe montowane na dachach

PE-EN 1090-1+A1:2012, PE-EN 1090-2+A1:2012, PE-EN 1090-3:2008 „Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych, część 1, 2 i 3”
PE-EN 1991-1-3:2005 „Oddziaływanie na konstrukcje, Cześć 1-3: Oddziaływanie ogólne – Obciążenie śniegiem”
PE-EN 1991-1-4:2008 „Oddziaływanie na konstrukcje, Cześć 1-4: Oddziaływanie ogólne – Obciążenie wiatru”
PE-EN 1993-1-1/8 „Projektowanie konstrukcji stalowych”

System montażowy SMARTFRAME - do dachów skośnych z blachy trapezowej/blachodachówki